塑料(plastic)，是我們周圍常見的一種工具材料，使用塑料制作而成的產(chǎn)品有很多，包括用來裝菜或者裝食物的塑料袋以及其它的塑料碗、塑料筷子等等。

到目前為止世界上投入生產(chǎn)的塑料大約有三百多種。聚乙烯(PE)、聚丙烯(PP)、聚氯乙烯(PVC)、聚苯乙烯(PS)及丙烯腈-丁二烯-苯乙烯共聚合物(ABS)是使用量最大的塑料材料。另外還有一些可以承受一定外力作用，具有良好的機械性能和耐高、低溫性能，尺寸穩(wěn)定性較好，可以用作工程結(jié)構(gòu)的塑料，如聚酰胺、聚砜等。

塑料下游應(yīng)用十分廣泛。我國廣東省的塑料棒管材、塑料包裝箱及容器、日用塑料制品、其他塑料制品產(chǎn)量居全國首位；浙江省的塑料薄膜、塑料人造革位居全國之首；江蘇省的泡沫塑料、塑料合成革產(chǎn)量為全國第一；遼寧省的塑料型材產(chǎn)量繼2010年后繼續(xù)居全國榜首；山東省的農(nóng)膜、塑料編織品居全國之首。廣東、浙江、江蘇三省塑料制品占全國總產(chǎn)量的一半以上。

一、塑料的發(fā)展史及定義、分類、加工過程等

1.塑料的發(fā)展史

天然樹脂的使用可以追溯到古代，但現(xiàn)代塑料工業(yè)形成于1930年，近40年來獲得了飛速的發(fā)展。

樹脂這一名稱是由樹木分泌出的脂質(zhì)而得的。人類最早使用的天然樹脂是松香、蟲膠等。天然樹脂的生產(chǎn)受到地區(qū)的限制而產(chǎn)量不大，質(zhì)量也不高，使用受到限制。

人們?yōu)榱藢で筇烊粯渲拇闷罚?846年用纖維素（棉花）和硝酸制得硝酸纖維素，將潮濕的硝酸纖維素和樟腦混合，制成蟲膠的代用品，于1872年建廠生產(chǎn)。雖然從發(fā)現(xiàn)至今已有一百余年，但目前仍在廣泛使用，常用名稱為賽璐珞，如乒乓球、玩具、梳子、鈕扣等。

隨著人類對塑料材料需求的增長和科學(xué)技術(shù)水平的提高，人們開發(fā)出了比天然樹脂用途廣泛得多的合成樹脂。合成樹脂是由低分子量的化合物經(jīng)過化學(xué)反應(yīng)制得的高分子量的樹脂狀物質(zhì)，在常溫常壓下一般是固體，也有為粘稠狀液體的。第一個合成樹脂品種為熱固性酚醛樹脂（俗名電木），它是由苯酚和甲醛在催化劑作用下制得的。從1907年建立了第一個酚醛樹脂廠算起，便開始進入合成高分子時期，1931年開始了第一個熱塑性樹脂聚氯乙稀樹脂的工業(yè)生產(chǎn)，此后合成高分子工業(yè)發(fā)展迅速，聚苯乙烯、聚乙酸乙烯酯、聚甲基丙烯酸甲酯等陸續(xù)工業(yè)化生產(chǎn)。目前有工業(yè)生產(chǎn)的約30大類樹脂。在三大合成材料（合成樹脂與塑料、合成橡膠、合成纖維）中，以合成樹脂生產(chǎn)最早、產(chǎn)量最大、應(yīng)用最廣。

2.塑料的定義、性能特點與組成

塑料是可塑性的簡稱。其科學(xué)定義為：以合成樹脂或天然樹脂（或天然高分子物質(zhì)）為基本成分，在成型加工過程中的某一階段能流動成型或借就地聚合或固化而定型，其成品狀態(tài)為柔韌性或剛性固體，但又非彈性體。塑料的特點是質(zhì)輕，具有耐磨、耐腐蝕、絕緣性好等性能。塑料的主要成分是樹脂，占總質(zhì)量的40％~100％。生產(chǎn)合成樹脂的基本原料常稱為單體，單體的性質(zhì)決定了大分子物質(zhì)的基本特性，所以在命名和區(qū)分塑料時，在單體名稱前面加個“聚”字，就形成某種樹脂或塑料的名稱，如：聚乙烯、聚丙烯、聚氯乙稀等。有時直接在單體簡稱的后面加樹脂或塑料即可，如：酚醛樹脂，脲醛樹脂、環(huán)氧樹脂等。雖然塑料的基體是樹脂，但大多數(shù)情況下三塑料中加有添加劑（也稱助劑），這些添加劑常具有特定功能，可以改進加工或使用性能，有時僅僅作為增量劑使用，以降低制造成本。

常用的添加劑有：

（1）增塑劑絕大部分合成樹脂具有可塑性，但可塑性的大小卻不相同，為了使樹脂易于塑化和賦予制品柔軟性，一般在樹脂中加入一些低分子物質(zhì)，這些低分子物稱為增塑劑。增塑劑是液體或低熔點物質(zhì)，與樹脂應(yīng)有較好的混溶性。常用的增塑劑由鄰苯二甲酸酯類、脂肪族二元酸酯類、磷酸酯類、氯化石蠟等。

（2）潤滑劑在塑料成型加工過程中，為了改善熔融物料的流動性，并使之不粘附在金屬設(shè)備或模具上，同時使脫模容易所加入的添加劑稱為潤滑劑。常用的潤滑劑由硬脂酸及其鹽類等。

（3）穩(wěn)定劑為防止或抑制塑料制品的性能劣化而加入的添加劑稱為穩(wěn)定劑。具有代表性的有熱穩(wěn)定劑、光穩(wěn)定劑和抗氧劑。

（4）著色劑為了美化和裝飾塑料而在物料中加入的含色料的添加劑稱為著色劑。

（5）填料加于塑料的配合料中以降低成本，有時也可增進塑料的物理性能，如硬度、剛度及沖擊強度的相對惰性的物質(zhì)稱為填料。最常用的填料由粘土、硅酸鹽、滑石、碳酸鹽等。

3.塑料的分類

塑料可按制造過程所采用的合成樹脂的性質(zhì)來分類。一般可分為熱塑性塑料和熱固性塑料兩大類。

熱塑性塑料是由可以多次反復(fù)加熱而仍保持可塑性的合成樹脂所制得的塑料。熱塑料性塑料加熱即軟化，并能成型加工，冷卻即固化，可以多次成型，如聚乙烯、聚氯乙稀等。

與熱塑性塑料不同，熱固性塑料加熱即軟化，并能成型加工，但繼續(xù)加熱則固化成型。固化后的產(chǎn)品再進行加熱，也不能使其熔化。即熱固性塑料在成型前是可熔、可熔的，即是可塑的，而一經(jīng)成型固化后，就變成不熔不溶的了，不能進行多次成型，如酚醛塑料。

塑料也可按用途分為通用塑料、工程塑料和特種塑料。通用塑料是大宗生產(chǎn)的一類塑料，其價格低廉，可用于一般用途。工程塑料能作為工程材料使用，具有相對密度小、化學(xué)穩(wěn)定性好、電絕緣性能優(yōu)越、成型加工容易、機械性能優(yōu)良等特點。特種塑料具有通用塑料所不具有的特性，通常認為是用于能發(fā)揮其特性場合的塑料。一般認為聚乙烯、聚丙稀、聚氯乙烯及聚奔乙烯屬于通用料。ABS也包括在通用塑料中。工程塑料有聚酰胺、聚酯、聚碳酸酯、聚甲醛、聚苯醚、聚亞苯基氧、聚砜和聚酰亞胺等，廣泛用于化工、電子、機械、汽車制造、航空、建筑、交通等工業(yè)。

4.塑料的制造過程

絕大多數(shù)塑料制造的第一步是合成樹脂的生產(chǎn)（由單體聚合而得），然后根據(jù)需要，將樹脂（有時加入一定量的添加劑）進一步加工成塑料制品。有少數(shù)品種（如有機玻璃）其樹脂的合成和塑料的成型是同時進行的。

塑料的成型加工

塑料的成型加工是指由合成樹脂制造廠制造的聚合物制成最終塑料制品的過程。加工方法（通常稱為塑料的一次加工）包括壓塑（模壓成型）、擠塑（擠出成型）、注塑（注射成型）、吹塑（中空成型）、壓延等。

壓塑

壓塑也稱模壓成型或壓制成型，壓塑主要用于酚醛樹脂、脲醛樹脂、不飽和聚酯樹脂等熱固性塑料的成型。

擠塑

擠塑又稱擠出成型，是使用擠塑機（擠出機）將加熱的樹脂連續(xù)通過模具，擠出所需形狀的制品的方法。擠塑有時也有于熱固性塑料的成型，并可用于泡沫塑料的成型。擠塑的優(yōu)點是可擠出各種形狀的制品，生產(chǎn)效率高，可自動化、連續(xù)化生產(chǎn)；缺點是熱固性塑料不能廣泛采用此法加工，制品尺寸容易產(chǎn)生偏差。

注塑

注塑又稱注射成型。注塑是使用注塑機（或稱注射機）將熱塑性塑料熔體在高壓下注入到模具內(nèi)經(jīng)冷卻、固化獲得產(chǎn)品的方法。注塑也能用于熱固性塑料及泡沫塑料的成型。注塑的優(yōu)點是生產(chǎn)速度快、效率高，操作可自動化，能成型形狀復(fù)雜的零件，特別適合大量生產(chǎn)。缺點是設(shè)備及模具成本高，注塑機清理較困難等。

吹塑

吹塑又稱中空吹塑或中空成型。吹塑是借助壓縮空氣的壓力使閉合在模具中的熱的樹脂型坯吹脹為空心制品的一種方法，吹塑包括吹塑薄膜及吹塑中空制品兩種方法。用吹塑法可生產(chǎn)薄膜制品、各種瓶、桶、壺類容器及兒童玩具等。

壓延

壓延是將樹脂合各種添加劑經(jīng)預(yù)期處理（捏合、過濾等）后通過壓延機的兩個或多個轉(zhuǎn)向相反的壓延輥的間隙加工成薄膜或片材，隨后從壓延機輥筒上剝離下來，再經(jīng)冷卻定型的一種成型方法。壓延是主要用于聚氯乙稀樹脂的成型方法，能制造薄膜、片材、板材、人造革、地板磚等制品。

二、通用塑料

通用塑料有五大品種，即聚乙烯、聚丙烯、聚氯乙稀、聚苯乙烯及ABS。它們都是熱塑性塑料。

聚乙烯（PE）

聚乙烯是塑料工業(yè)中產(chǎn)量最高的品種。聚乙烯是不透明或半透明、質(zhì)輕的結(jié)晶性塑料，具有優(yōu)良的耐低溫性能（最低使用溫度可達－70~－100℃），電絕緣性、化學(xué)穩(wěn)定性好，能耐大多數(shù)酸堿的侵蝕，但不耐熱。聚乙烯適宜采用注塑、吹塑、擠塑等方法加工。

聚丙烯（PP）

聚丙烯是由丙烯聚合而得的熱塑性塑料，通常為無色、半透明固體，無臭無毒，密度為0.90~0.919克/厘米3，是最輕的通用塑料，其突出優(yōu)點是具有在水中耐蒸煮的特性，耐腐蝕，強度、剛性和透明性都比聚乙烯好，缺點是耐低溫沖擊性差，易老化，但可分別通過改性和添加助劑來加以改進。聚丙烯的生產(chǎn)方法有淤漿法、液相本體法和氣相法3種。

聚氯乙烯（PVC）

聚氯乙稀是由氯乙烯聚合而得的塑料，通過加入增塑劑，其硬度可大幅度改變。它制成的硬制品以至軟制品都有廣泛的用途。聚氯乙稀的生產(chǎn)方法有懸浮聚合法、乳液聚合法和本體聚合法，以懸浮聚合法為主。

聚苯乙烯（PS）

通用的聚苯乙烯是苯乙烯的聚合物，外觀透明，但有發(fā)脆的缺點，因此，通過加入聚丁二烯可制成耐沖擊性聚苯乙烯（HTPS）。聚苯乙烯的主要生產(chǎn)方法有本體聚合、懸浮聚合和溶液聚合。

ABS

ABS樹脂是丙烯腈－丁二烯－苯乙烯三種單體共同聚合的產(chǎn)物，簡稱ABS三元共聚物。這種塑料由于其組分A（丙烯腈）、B（丁二烯）和S（苯乙烯）在組成中比例不同，以及制造方法的差異，其性質(zhì)也有很大的差別。ABS是合用注塑和擠壓加工，故其用途也主要是生產(chǎn)這兩類制品。

三、常用工程塑料

常用的工程塑料品種，如聚銑胺、聚碳酸酯、聚甲醛、聚酯、聚苯醚、聚砜，它們都是熱塑性塑料。

聚銑氨（PA）

聚銑氨又稱尼龍，包括尼龍6、尼龍66、尼龍11、尼龍12、芳香族尼龍等品種，常用的是尼龍6和尼龍66。它們都是尼龍纖維的原料，但也是重要的塑料。尼龍6和尼龍66都是乳白色、半透明的結(jié)晶性塑料，具有耐熱性、耐磨性，同時耐油性優(yōu)良。但有吸水性是其缺點，其機械性質(zhì)隨吸濕的程度有很大變化，而且制品的尺寸也改變。

聚碳酸酯（PC）

聚碳酸酯是透明、強度高，具有耐熱性的塑料。尤其是沖擊強度大，在塑料中屬于佼佼者，而且抗蠕變性能好，甚至在120℃下仍保持其強度。因此，作為工業(yè)用塑料而被廣泛應(yīng)用。但是，耐化學(xué)藥品性稍低，不耐堿、強酸和芳香烴。聚碳酸酯適于注塑、擠塑、吹塑等加工。

聚甲醛（POM）

聚甲醛是乳白色不透明的塑料，抗磨性、回彈性及耐熱性等性能優(yōu)良。通過注塑法廣泛用于制造機械部件，還可以做彈簧，是典型的工程塑料。聚酯常用的聚酯為聚對苯二甲酸乙二酯（PET），它是由對苯二甲酸與乙二醇進行縮聚反應(yīng)制得的，也是生產(chǎn)滌綸纖維的原料。這種聚酯具有耐熱性和良好的耐磨性，而且有一定強度和優(yōu)良的不透氣性。聚對苯二甲酸乙二酯制成的雙向拉伸薄膜廣泛用于錄音帶、電影及照相軟片等。雙向拉伸吹塑制品的瓶子，由于透明及二氧化碳不易透明，常用作碳酸飲料的容器。

聚苯醚（PPO）

聚苯醚是本世紀60年代發(fā)展起來的高強度工程塑料，它有很高的機械強度和抗蠕變性能；電性能優(yōu)異，耐高溫于120℃，且在很寬的溫度范圍內(nèi)，尺寸穩(wěn)定，機械性能和電性能變化很小；吸濕很小，耐水蒸汽蒸煮。廣泛用在電子、電器部件、醫(yī)療器具、照相機和辦公器具等方面。

聚砜（PSF）

聚砜是60年代中期出現(xiàn)的一種熱塑性高強度工程塑料。聚砜的特點是耐溫性好，介電性能優(yōu)良，在水和濕氣或190℃的環(huán)境下，仍保持高的介電性能。此外，耐輻照也是它的優(yōu)點。由于這些獨特的性能，它可以用來制作汽車、飛機等要求耐熱而有剛性的機械零件，也被用來作尺寸精密的耐熱和電器性能穩(wěn)定的電器零件，如線圈骨架、電位器部件等。

四、常用熱固性塑料

常用的熱固性塑料品種有酚醛樹脂、脲醛樹脂、三聚氰胺樹脂、不飽和聚酯樹脂、環(huán)氧樹脂、有機硅樹脂、聚氨酯等。

酚醛樹脂（PF）

酚醛樹脂是歷史上最長的塑料品種之一，俗稱膠木或電木，外觀呈黃褐色或黑色，是熱固性塑料的典型代表。酚醛樹脂成型時常使用各種填充材料，根據(jù)所用填充材料的不同，成品性能也有所不同，酚醛樹脂作為成型材料，主要用在需要耐熱性的領(lǐng)域，但也作為粘接劑用于膠合板、砂輪和剎車片。

脲醛樹脂（UF）

脲醛樹脂是可用作模壓料、粘接劑等的無色塑料，由尿素和甲醛制備。脲醛樹脂模壓料填加有纖維素。而且硬度、機械強度優(yōu)良。另一方面，有發(fā)脆、具有吸水性、尺寸穩(wěn)定性不良的缺點，甚至靜置也往往產(chǎn)生裂紋。脲醛樹脂可制造餐具、瓶蓋等日用品和機械零部件，還可做粘接劑。

三聚氰胺－甲醛樹脂（MF）

三聚氰胺－甲醛樹脂又稱蜜胺－甲醛樹脂這種塑料彌補了脲醛樹脂不耐水的缺點，但價格比脲醛樹脂高。由于三聚氰胺－甲醛樹脂與脲醛樹脂一樣無色透明，成型色彩鮮艷，又由于具有耐熱性、表面硬度大、機械特性、電學(xué)性能良好、耐水性、耐溶劑性和耐化學(xué)藥劑性優(yōu)越，所以可用于餐具、各種日用品（包括家具）、工業(yè)用品的領(lǐng)域。

不飽和聚酯樹脂（UF）

不飽和聚酯樹脂是具有不同粘度的淡黃或琥珀色的透明液體。因為不飽和聚酯樹脂強度不高，故常加入玻璃纖維等增強材料使用，產(chǎn)品俗稱"玻璃鋼"。不飽和聚酯樹脂固化前呈液體狀，而且不加壓也可成型，甚至可在常溫下固化，因而可用各種加工方法加工成制品。

環(huán)氧樹脂（EP）

環(huán)氧樹脂是用固化劑固化的熱固性塑料。它的粘接性極好，電學(xué)性質(zhì)優(yōu)良，機械性質(zhì)也良好。環(huán)氧樹脂的主要用途是作金屬防蝕涂料和粘接劑，常用于印刷線路板和電子元件的封鑄。

有機硅樹脂（SI）

與前述的各樹脂不同，主要成分不是碳，而是硅，因此價格高。但是有機硅樹脂耐熱180℃，經(jīng)特殊處理可耐500℃，耐寒性良好，物理性質(zhì)不隨溫度變化，是一種耐化學(xué)藥品性、耐水性和耐候性優(yōu)良的熱固性塑料，它的耐熱制品是生產(chǎn)電子工業(yè)元器件的材料。

聚氨酯（PU）

聚氨酯品種很多，可制成從輕質(zhì)熱塑性彈性體至硬質(zhì)泡沫塑料。聚氨酯軟質(zhì)泡沫塑料的密度為0.015～0.15克/厘米3，軟質(zhì)泡沫塑料成型為塊狀，便于切割作家具和包裝材料。硬質(zhì)泡沫塑料可制成各種型式，主要用途是在溫度低，要求絕緣性能好，如低溫運輸車輛作保冷層，還可用于建材，家具等。聚氨酯彈性體是一種合成橡膠，具有優(yōu)異的性能。

聚甲基丙烯酸甲酯（PMMA）

聚甲基丙烯酸甲酯俗稱有機玻璃，是無色透明（透光率大于92％）具有耐光性的塑料。容易著色，表面硬度大，機械強度也高，長時間暴露于室外，也不會像其他塑料那樣變成黃色，但沖擊強度不足。聚甲基丙烯酸甲酯的加工以注塑及擠塑為主，但還能用單體鑄塑法制造制品。主要用于光學(xué)儀器、燈具，可以代替普通玻璃使用。

氟樹脂

氟樹脂是分子結(jié)構(gòu)中含氟原子塑料的總稱。代表性的氟樹脂為聚四氟乙烯。它具有優(yōu)異的耐熱性（260℃）、耐冷性（－260℃）、摩擦系數(shù)低、自潤滑性很好，且具有極好的耐化學(xué)藥品性，能在"王水"（硝酸與鹽酸混合物）中煮沸，有"塑料王"之美稱。但不能用通常的加工方法加工，價格高。氟塑料主要用作防腐、耐熱、絕緣、耐磨、自潤滑材料，還可用作醫(yī)用材料。